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Dichtungsschleuse Die Erfindung betrifft eine Dichtungsschleuse zwischen
zwei Zonen, in denen verschieden große Drücke aufrechterhalten werden und durch
die ein Strang geführt wird, wobei diese Dichtungsschleuse in mehrere Kammern unterteilt
ist, denen einzeln ein Druckmittel so zugeleitet wird, daß sich von Kammer zu Kammer
ein Druckgefälle einstellt, und wobei zwischen den Kammern Klappen vorgesehen sind,
die durch Federkraft gegen den durch die Kammern laufenden Strang gedrückt werden.
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Der Ausdruck »Strang oder Stränge« wird in dieser Beschreibung ganz
allgemein für endloses Material in jeder Form verwendet, einschließlich Einfadengarne
und Mehrfadengarne, Drähte, Gewebe, Stäbe, Bänder, Streifen, Taue, Stricke, Schnüre
oder andere Formen sowie ebenfalls längsgestreckte Folien, Filme u. dgl. mit z.
B. einer endlosen Länge.
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Bei der Herstellung von vielen Textilstoffen oder bei Vergütung dieser
Stoffe ist es oft notwendig oder vorteilhaft, einen bestimmten Arbeitsgang kontinuierlich
unter Druck durchzuführen. Beispielsweise wird ein Fadenmaterial aus einem synthetischen
Polymeren, wie z. B. einem Polymeren oder Copolymeren von Acrylonitril od. dgl.,
oft einer relativ hohen Temperatur unter Druckanwendung in Anwesenheit von gesättigtem
oder ungesättigtem Wasserdampf unterworfen, während es kontinuierlich vorgeschoben
wird. Diese Behandlung wird durchgeführt, um die Eigenschaft des Materials zu verbessern,
d. h. um seine Aufnahmefähigkeit für die Färbung zu verbessern oder um das Fasern
des Materials zu verhindern oder zu verringern usw. Die Schwierigkeiten, die bei
solchen Arbeiten manchmal auftreten, die als »heat-relaxing oder annealing« bezeichnet
werden, schließen die Beschädigung der Fäden an den Eintritts- und Austrittsöffnungen
der Druckzone ein. Eine solche Beschädigung tritt beispielsweise durch Abrieb und/oder
Dehnung des Materials infolge der Reibung auf, die durch den Zug bedingt ist, mit
dem der Faden an den sich nicht bewegenden Teilen der Druckdichtungen vorbeigezogen
wird. Andere Nachteile dieser Maßnahme sind zu sehen in der Zerstörung der Anordnung
der Fäden in einem Garnverband; der Schwierigkeit, einen ausreichenden und gleichförmigen
Druck in dem Behälter aufrechtzuerhalten, was durch den Verlust an Druckmittel,
beispielsweise Wasserdampf, an den Eintritts- und Austrittsöffnungen durch die die
Fäden geführt werden, bedingt ist; der Unfähigkeit von Dichtungseinrichtungen, sich
auf verschiedene Materialstärken einzustellen; der Mangel an Eigenjustierbarkeit
oder Einstellfähigkeit von Dichtungseinrichtungen; die Schwierigkeit, eine wirksame
Dichtungseinrichtung, wirtschaftlich herzustellen, wobei zu fordern ist, daß diese
Dichtungseinrichtung einfach gebaut ist und einfach arbeitet und nicht zu häufigen
Unterbrechungen des Betriebs führt und gleichzeitig eine lange Lebensdauer hat.
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Gemäß einem älteren Vorschlag des Erfinders sind zwischen je zwei
benachbarten Kammern einer Dichtungsschleuse Klappen vorgesehen, die gegen den durch
die Schleuse laufenden Strang gedrückt werden: In dieser Dichtungsschleuse werden
Schwankungen des Druckunterschiedes in benachbarten Kammern auf die Klappen übertragen,
was die Feineinstellbarkeit der Schleuse wesentlich beeinträchtigt. Diesem älteren
Vorschlag gegenüber besteht die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, darin,
eine Dichtungsschleuse zwischen zwei Zonen, durch die ein strangförmiges Material
läuft, zu schaffen, in der der Druck der Klappen, die in den Kammern der Dichtungsschleuse
angeordnet sind, auf den Strang oder den Faden sehr fein einstellbar ist und sich
weder wesentlich beim Verschwenken der Klappen noch bei Druckänderungen in den Kammern
ändert. Außerdem soll der Druck der Klappen auf den Faden nicht von den Druckunterschieden
in den einzelnen Kammern der Dichtungsschleuse abhängig sein.
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Diese Aufgabe löst die Erfindung unter Beseitigung der oben angeführten
Schwierigkeiten dadurch, daß zu beiden Seiten der Klappe jeder Kammer
gleich
große Drücke in jeder Stellung dieser Klappe aufrechterhalten werden, indem die
Kammer Räume beiderseits dieser Klappe einschließt und Druckausgleichsverbindungen
vorgesehen sind, die einen Druckausgleich zwischen beiden Räumen jeder Kammer ermöglichen,
und daß benachbarte Kammern in jeder Stellung der Klappe durch Dichtungseinrichtungen
dicht voneinander getrennt werden.
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Bei bekannten Dichtungsschleusen, die zwischen Zonen angeordnet sind,
in denen verschiedene Drücke herrschen und durch die strangförmige Materialien geführt
werden, sind sich gegensinnig drehende Walzen oder gegensinnig auf Rollen laufende
Riemen vorgesehen, die die Abdichtung zwischen den Zonen verschiedenen Druckes bilden.
Im Gegensatz zu der erfindungsgemäßen Druckschleuse haben diese bekannten Schleusen
folgende Nachteile: Die bekannten Vorrichtungen ermöglichen den Durchgang eines
mit Knoten versehenen fadenförmigen Materials nicht. Da sie durch angetriebene Walzen
betätigt werden, treten durch diesen Antrieb bedingte Schwierigkeiten sowohl beim
Betrieb als auch bei der Abdichtung im Vergleich zu der erfindungsgemäßen Anordnung
auf, die keinen eigenen Antrieb benötigt, und die Abdichtungsprobleme auf einfache
Weise löst. Bei den bekannten Anordnungen sind Gummidichtungen erforderlich, um
den Druckausgleich zu verhindern. Diese Gummidichtungen sind dem Verschleiß unterworfen
und müssen häufig erneuert werden, und schließlich ist es nicht möglich, mit den
bekannten Anordnungen während des Durchgangs durch die Dichtungsschleuse den Faden
so zu kühlen, daß dieser nicht gestreckt wird.
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An Hand der Figuren wird die- Erfindung beispielsweise näher erläutert.
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F i g. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen
Dichtung, wobei einige Teile der Übersichtlichkeit halber weggelassen wurden; F
i g. 2 zeigt einen Querschnitt durch die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung annähernd
durch die Mitte derselben, und F i g. 3 zeigt einen Aufriß der erfindungsgemäßen
Dichtung von der Seite in F i g. 1, die die weggelassenen Teile enthält.
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Die dargestellte Ausführungsform der Dichtungsschleuse weist eine
hohle Kammer 11 mit Öffnungen 12 und 13 an beiden Enden auf. Durch die Öffnungen
ist ein endloses langgestrecktes Material 14 geführt, das durch die Dichtung gezogen
wird. Die hohle Kammer 11 weist ein Paar Endwandungen 16 und 17, ein Paar Seitenwandungen
18 und 19, einen Bodenflansch 21, der auf einem Druckbehälter montiert werden
kann und der eine Öffnung 13 enthält, sowie einen Deckel 22, der so ausgebildet
sein kann, daß er einen Überströmbehälter 23 bildet, auf. In dem Deckel befindet
sich eine Öffnung 12.
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In der hohlen Kammer 11 befinden sich mehrere Schleusen 25, die das
Innere der hohlen Kammer 11 in mehrere Zonen 26, 27 und 28 unterteilen. Jede der
Schleusen 25 besitzt eine Leitwandung 30 und eine Klappe 31, die in Bewegungsrichtung
des Strangmaterials 14 schräg angeordnet sind. Diese Bewegungsrichtung ist bei der
Darstellung in F i g. 2 nach unten gerichtet. Mit ihren sich nahekommenden Enden
arbeiten die Leitwandung 30 und die Klappe 31 so zusammen, daß sie eine Öffnung
33 bestimmen, durch die der Strang 14 ohne nennenswerte Druckverluste hindurchgeführt
wird. Jede Klappe 31 der Schleusen 25 ist um eine Achse 35 an dem von der Öffnung
33 entfernten Ende verschwenkbar. Die Klappe 31 ist mit einer Verschlußeinrichtung
37 ausgerüstet, die einen Dichtungsblock 38 aufweist, der fest mit der hohlen Kammer
11 verbunden ist. Die Verschlußeinrichtung besitzt ebenfalls einen Dichtungsschuh
39, der an der Klappe 31 befestigt ist. Auf diese Weise sperrt die Verschlußeinrichtung
den Raum 40 zwischen der Klappe 31 und der Seitenwand 18 von der Zone 28 aus Gründen
ab, die weiter unten erläutert werden.
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Die Leitwand 30 kann zwar ebenfalls wie die Klappe 31 verschwenkbar
ausgebildet werden, vorzugsweise ist die Leitwand 30 jedoch fest an der Seitenwand
18 der hohlen Kammer 11 befestigt. Die Zone 28 wird von der Zone 27 dabei entweder
von der Leitwand 30 allein oder von dieser und einer Verschlußplatte 42 getrennt.
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Bei der dargestellten Ausführungsform sind drei Schleusen vorgesehen,
durch die das Material 14 nacheinander hindurchgeführt wird. Jede dieser Schleusen
dient zur Trennung zweier Zonen oder Bereiche 26, 27 und 28 voneinander mit Ausnahme
der Öffnungen 33.
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Es sind Druckausgleichseinrichtungen vorgesehen, um ein Medium unter
Druck in den Raum 40 hinter der Klappe 31 einzuleiten. Diese Einrichtungen
können aus einem Wasserzuleitungsrohr 44 mit einem Ventil 45 bestehen. Der
Raum 40 kommuniziert mit dem Bereich 27 entweder oberhalb des Drehzapfens 35 oder
durch Öffnungen 47 in der Klappe 31 oder, wie in F i g. 2 dargestellt, auf beiden
Wegen. Diese Maßnahme dient zur Ermöglichung eines Ausgleichs der Drücke auf beiden
Flächen der Klappe 31 zu jeder Zeit.
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Aus F i g. 2 kann weiter ersehen werden, daß bei Verwendung mehrerer
Schleusen jede Schleuse nur eine Klappe aufweist. Vorzugsweise wechseln die Klappen
31 abwechselnd die Seiten längs des Flusses des Materials 14 durch die Druckdichtung.
Diese Maßnahme erfolgt vorzugsweise deshalb, um eine maximale Unabhängigkeit der
Öffnung von der Klappe 31 zu ermöglichen, wenn Knoten, Knäuel, Verwirrungen od.
dgl. in dem Strangmaterial auf die verengten Öffnungen 33 auftreffen und die Klappen
31 zwingen, die Schleusen 25 zu öffnen.
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In F i g. 3 sind die Einrichtungen dargestellt, die die verschwenkbaren
Leitwände 31 federnd gegen ihre geschlossenen Stellungen vorspannen. Diese Einrichtungen
weisen einen Arm 49 auf, der auf den Drehzapfen 35 (von der Klappe 31) aufgekeilt
ist und der in der gewünschten Richtung durch die Feder 50, die auf einem Halter
51 befestigt ist, vorgespannt wird. Um den Ausschlag des Armes 49 zu begrenzen und
um dadurch eine minimale Größe für die Öffnung 33 einzustellen, ist der Halter 51
mit einem einstellbaren Anschlag 52 versehen, der die Form einer Schraube 53 besitzen
kann, deren Ende einen Anschlag für den Arm 49 bildet und den Ausschlag desselben
begrenzt.
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In. den Fig. 1, 2 und 3 ist eine besondere Ausführungsform nach der
Erfindung dargestellt.
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Unter möglichen Alternativen seien folgende genannt: die Klappen 31
können anstatt um den Zapfen 35 verschwenkt zu werden, eine transversale Gleitbewegung
gegen und auf die fest angeordnete Leitwand zu ausüben, um die Größe der Öffnung
33 zu verändern. Die Verschlußeinrichtungen 37 können
an Stelle
eines Dichtungsblocks 38 und eines. Dichtungsschuhs 39 in anderer Form ausgebildet
sein, wie z. B. als Balg, dessen eines Ende mit der Klappe 31
und dessen anderes
Ende mit der Seitenwand 19 oder der Abschlußplatte 42 der angrenzenden festen Leitwand
30 verbunden sind. An Stelle der Feder 50, die auf den Arm 49 wirkt, kann ein pneumatisch
oder hydraulisch betätigter Kolben einen äußeren Arm, wie z. B. den Arm 49 oder
direkt die Klappe 31 in der hohlen Kammer 11 selbst vorspannen. Während das Druckmedium,
das die druckdichte Abdichtung vervollständigt, vorzugsweise Wasser ist, können
auch andere Flüssigkeiten oder Zusätze zu solchen Flüssigkeiten verwendet werden,
mit denen das Strangmaterial behandelt wird, wie z. B. Antistatikmittel, Schmiermittel,
Farblösungen, Detergenzien usw., wenn gewünscht.